Papilífero e folicular são carcinomas diferenciados que frequentemente concentram iodo radioativo; a avaliação inclui cintilografia com I-123 ou I-131 e pesquisa de metástases por whole-body scan, além de uso diagnóstico de 99mTc-pertecnetato e terapia com I-131 quando indicada.

Carcinoma medular origina-se das células C, não concentra iodo radioativo; na investigação e estadiamento a Medicina Nuclear pode empregar MIBG, 18F-FDG ou 68Ga-DOTATATE/18F-DOPA conforme disponibilidade e apresentação clínica.

Carcinoma anaplásico raramente capta radiofármaco iodado; por ser agressivo, costuma-se utilizar 18F-FDG PET/CT para estadiamento e avaliação terapêutica, reservando terapia com iodo a tumores bem diferenciados que demonstrem captação.

Todos os tipos histológicos de câncer de tireoide concentram rotineiramente iodo-131, permitindo tanto exames diagnósticos com iodo quanto terapêuticos universais com I-131.